一、引言

傳統(tǒng)金剛石繩鋸機(jī)的電氣配置一般都是通過PLC采集電流互感器模擬量信號(hào)來控制主電機(jī)的負(fù)荷和移動(dòng)電機(jī)的速度。該方式配置較繁瑣，須要有專業(yè)PLC編程人員參與，導(dǎo)致整機(jī)成本較高；而且電流互感器和模擬量輸入輸出模塊在礦山水、粉塵等惡劣環(huán)境下易損壞。本文介紹了一種基于四方電氣V360變頻器的金剛石繩鋸機(jī)電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)省略了PLC和電流互感器，同樣達(dá)到了繩鋸機(jī)的工藝要求，降低了成本。

二、繩鋸機(jī)的組成及用途

金剛石繩鋸機(jī)（圖1）是一種石材礦山開采機(jī)械，用于開采花崗巖、大理石等石礦。金剛石繩鋸機(jī)主要包括主電機(jī)、移動(dòng)電機(jī)、飛輪、導(dǎo)向輪、繩鋸鏈條（金剛石材料制作而成）、移動(dòng)平臺(tái)、操作平臺(tái)等。金剛石繩鋸按照切割對(duì)象一般分為混凝土系、大理石系、花崗巖系、異性系等四個(gè)系列。

圖1金剛石繩鋸機(jī)

工藝要求：

金剛石繩鋸機(jī)是采用主電機(jī)帶動(dòng)鋸繩沿近似跑道型的軌跡運(yùn)行，鋸繩套在已經(jīng)鑿開縫的石頭山上，移動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)整個(gè)鋸床以一定的速度沿石頭被鋸開的方向向后移動(dòng)。移動(dòng)速度必須根據(jù)主電機(jī)的負(fù)荷狀況和鋸繩所需的張緊力適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，如果移動(dòng)速度太快，主電機(jī)負(fù)載增大，甚至過載，鋸繩承受的張力也會(huì)增大，如不及時(shí)調(diào)整速度就會(huì)繃斷鋸繩。反之如果移動(dòng)速度太慢，鋸繩張力太小，鋸繩會(huì)在石頭上打滑，切割效率降低，并且松馳的鋸繩還會(huì)打絞，以至絞斷鋸繩。所以在保證主電機(jī)負(fù)荷基本均勻和鋸繩合適的張緊力下提高鋸機(jī)切割效率是控制的關(guān)鍵，由于礦山形狀的不規(guī)則性，橫切面自然也時(shí)大時(shí)小，鋸床移動(dòng)速度必須相應(yīng)調(diào)整，整個(gè)加工工藝如圖2。

圖2加工工藝圖

三、V360應(yīng)用方案

電氣配置：

主電機(jī)功率：45KW，380V，8極，額定轉(zhuǎn)速：740轉(zhuǎn)，額定電流96A

移動(dòng)電機(jī)功率：0.75KW，380V，4極，額定電流2.3A，變頻電機(jī)

主變頻：V360-4T0550    

移動(dòng)電機(jī)變頻：E380-4T0015

圖3應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)圖

四、調(diào)試方案

將主電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流經(jīng)模擬量AO2輸出口給移動(dòng)變頻器VC2作為專用PID反饋值,PID作為輔助頻率源，手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器經(jīng)模擬量VC1端口給移動(dòng)變頻器作為主頻率源,將兩頻率源疊加作為移動(dòng)電機(jī)輸出頻率,即主頻率源加輔助頻率源。移動(dòng)電機(jī)移動(dòng)速度根據(jù)主機(jī)PID反饋值隨時(shí)調(diào)節(jié)頻率，保證主機(jī)電流恒定,主機(jī)轉(zhuǎn)速可另外由電位器給定。方案優(yōu)點(diǎn):負(fù)載控制平穩(wěn),精確, 能根據(jù)切割面的變化,及時(shí)調(diào)整移動(dòng)速度，系統(tǒng)波動(dòng)小。

電氣配線圖：

圖4電氣配線圖

調(diào)試參數(shù)：

主電機(jī)變頻器：

F0.2.25=9            外部電位器設(shè)定頻率

F0.3.33=1            外部端子啟停

F1.0.03=15           加速時(shí)間15秒

F1.0.04=15           減速時(shí)間15秒

F2.0.00=45           電機(jī)額定功率

F2.0.01=380          電機(jī)額定電壓

F2.0.02=96           電機(jī)額定電流

F2.0.03=50           電機(jī)額定頻率

F2.0.04=740          電機(jī)額定轉(zhuǎn)速  

F4.2.22=2            模擬輸出AO1選擇輸出變頻器電流

F4.2.23=2            模擬輸出AO2選擇輸出變頻器電流

F4.2.24=0            模擬輸出AO1最小值為 0V

F4.2.25=10           模擬輸出AO1最大值為 10V

F4.2.27=80%         模擬輸出AO1賦值上限為80%即2倍的額定電流

F4.2.30=0            模擬輸出AO2最小值為 0V

F4.2.31=10           模擬輸出AO2最大值為 10V

F4.2.32=33%         模擬輸出AO2賦值下限為電機(jī)額定電流96A（適當(dāng)調(diào)整）。

F4.2.33=100%        模擬輸出AO2賦值上限為2.5倍的變頻器額定電流

F4.2.34=1            模擬輸出AO2濾波時(shí)間常數(shù)1秒

F8.1.21=0.8          轉(zhuǎn)速閉環(huán)增益

F8.1.22=2.5          轉(zhuǎn)速閉環(huán)積分時(shí)間

FF.2.35=340         欠壓動(dòng)作水平

FF.3.38=2.00         電流閉環(huán)增益

移動(dòng)電機(jī)：

F0.1=8               頻率輸入通道組合設(shè)定

F0.4=0001           外部端子啟停

F0.8=120             上限頻率120HZ

F0.10=2              加速時(shí)間2秒

F0.11=2              減速時(shí)間2秒

F0.16=4              載波頻率4K

F1.1=6               轉(zhuǎn)矩提升6%

F2.12=5              外部電壓VC1-VC2           

五、小結(jié)

本文介紹了一種基于四方V360變頻器的繩鋸機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，該方案具有安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，同時(shí)減少客戶電氣元件投入，已在福建泉州和山東萊州客戶的金剛石繩鋸機(jī)上成功應(yīng)用，完全可以滿足工況要求，目前已成功應(yīng)用于幾十套繩鋸機(jī)終端應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。